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美国页岩气发展现状及对我国的启示0-【新闻】

发布时间:2021-05-28 19:28:54 阅读: 来源:岩棉厂家

美国页岩气发展现状及对我国的启示

中国页岩气网讯:美国的页岩气勘探开发取得了巨大成功,被称为是一场“页岩气革命”,页岩气从此在世界能源舞台上扮演着重要角色,必将对天然气时代的到来和油气勘探开发领域的传统观念产生重大影响。美国页岩气的发展不但给美国天然气市场带来了变革, 而且将改变全球天然气市场的竞争态势,会影响全球天然气市场格局,进而影响能源地缘政治格局。

美国页岩气勘探开发状况

美国的页岩气勘探开发始于1821年,当年Mitchell能源公司在美国肖拖夸县(Chautauqua)泥盆系Durdirk页岩中钻探的第一口天然气生产井就是页岩气井(在井深21米处,从8米厚的页岩裂缝中产出天然气)。但直到2000年,美国的页岩气产量在其天然气总产量所占的比例还只有1%左右。2000年以后美国页岩气的开发速度开始加快。2006年,美国页岩气井数达到了40000余口,页岩气产量达到311亿立方米,占美国天然气总产量的5.9%。2009年,美国页岩气勘探开发更是取得了惊人的发展速度,页岩气生产井数增至98590口,产量超过878亿立方米,占美国天然气总产量的13%。其中,仅巴尼特(Barnett)页岩的产量就达到了560亿立方米。2010年,页岩气在美国天然气总产量中所占的比例上升到了17%。预计到2020年这个比例将达到35%(图1)。

据2011年4月美国能源信息署(EIA)发布的《世界页岩气资源初步评价报告》,美国页岩气技术可采资源量达862万亿立方英尺。可见美国页岩气资源非常丰富,开发前景广阔,据EIA预测,页岩气将成为继致密砂岩气和煤层气之后的最重要非常规资源,在美国天然气消费量中占有最大份额。

美国页岩气主要分布在巴尼特、马塞勒斯(Marcellcus)、费耶特维尔(Fayettevis)、海恩斯维尔(Haynsvill)、伍德福德(Woodford))和伊戈尔弗德( Eagle Ford)等6大区带(图2),巴尼特页岩位于得克萨斯沃思堡盆地中部,是美国最早的页岩气产区,产层埋深为1981~2895米,主要由含钙硅质页岩和含黏土灰质泥岩组成,厚度为35米,孔隙度4.5%,渗透率为250×103微米。2008年EIA的评价结果显示,巴尼特页岩区的页岩气技术可采储量为1.8万亿立方米。马塞勒斯页岩位于纽约西部、宾夕法尼亚州、俄亥俄州以及弗吉尼亚西部,储气面积约为17万平方千米,是目前美国最大的页岩气区,页岩气储量与巴尼特页岩相当。马塞勒斯页岩的产层埋深为610~2438米,厚度91~304米不等,单位面积产气量在1.4万~11.3万立方米之间。费耶特维尔页岩位于美国阿肯色州阿科马盆地,页岩地层厚度为15~168米,埋深457~1981米,预计页岩气储量为160万亿~180万亿立方米。目前,该地区直井的页岩气产量为0.5万~1.6万立方米/日,水平井产量可达2.8万~9.9万立方米/日。海恩斯维尔页岩位于美国路易斯安那州北部以及得克萨斯州东部,产层埋深为3048米,属高温高压条件。海恩斯维尔页岩的厚度为45~90米,预计页岩气储量为3万亿~7万亿立方米。该页岩区并不是美国面积最大的地区,但勘探结果显示其很有可能是页岩气产量最高地区之一。伍德福德和伊戈尔弗德页岩区分别位于美国得克萨斯州和俄克拉何马州,是目前美国最受关注的页岩气地区,区内页岩气探井数均在2000个左右。

目前美国勘探开发活动主要在上述6大页岩气区带,近年勘探开发都很活跃,每年都有大量钻机在这些页岩气区带钻勘探开发井(图3)。

美国页岩气快速发展的主要因素

1.开发技术的突破与成熟

开发技术的创新尤其是水平井钻井、压裂技术以及裂缝综合预测技术的进步与广泛运用在推动页岩气藏的快速开发中发挥了至关重要的作用。自1981年的第一口发现井到1992年,历经10年,美国钻生产井仅99口,开发进程缓慢。1997年后,水力压裂取代凝胶压裂成为页岩气主要的增产措施,巴尼特页岩气的开发也随之加快。随着1999年重复压裂、2003年水平钻井以及2005年水平井分段压裂等一系列标志性新技术的广泛运用,巴尼特页岩气发展迅猛加速(图4)。根据Barclays Capital最近开展的一次全球油气资本支出调查结果,水力压裂技术已经成为油气工业最为重要的一项技术,其次是水平钻井技术,而3D/4D地震技术的重要性已经降到了第三位。微地震监测技术的发展也为页岩气的快速发展作出了重要贡献。

2.政府组织开展基础研究

在美国页岩气发展的初期,曾参与勘探开发的公司大都是一些小规模的私营公司,大型独立公司和跨国石油公司都没有涉足这个领域。而这些小型公司基本上都具不具备独立开展研究的力量。在这种情况下,美国政府出资并组织开展了大量的基础研究,极大地促进了页岩气的发展。早在上世纪70年代,美国能源部就组织开展了以泥盆系页岩为重点的页岩气研究。上世纪80年代,美国能源部技术中心又组织研究力量对美国多个地区的泥盆系页岩潜力进行了评价,包括纽约、宾夕法尼亚、肯塔基东部/田纳西、俄亥俄、密歇根和伊利诺伊等,并计算了俄亥俄、西弗吉尼亚和肯塔基等地区泥盆系的技术可采页岩气资源量。进入上世纪90年代,美国天然气技术研究所开展了大量的研究工作,涉及地层评价、裂缝描述、新的取芯方法、水平井钻完井技术(1993年首次在巴尼特页岩中进行试验);页岩气开采的地质控制因素、地层密度测井在有机碳含量测定中的应用(1993);页岩气储层的室内和岩石物理评价技术(1995);吸附气测量方法(1995);水力压裂技术在页岩气藏中的应用(1996);多个新页岩气成藏有利区的评价等。

3.发达的天然气管网设施与第三方准入条款

美国目前有210多个天然气管道系统,州际和州内管道总长度达到了49万多公里,拥有1.1万个供气点和5000个接收点。1992年4月,美国联邦能源管理委员会(FERC)颁布了第636号法令,规定从1993年11月起,州际天然气管道公司只能开展天然气输送业务,而不能再从事天然气生产和销售业务,从此实现了天然气运输的完全独立。政府按照不同的政策监管天然气生产和销售公司及管道运输公司,保证天然气生产商和用户对管道拥有无歧视准入权利。州内管道由州与地方法律约束,州际管道则受联邦能源管理委员会、州、地方法律同时约束。管道运营商对天然气供应商实施无歧视准入,接受联邦能源管理委员会的监管。天然气管道输送价格受到监管,州际天然气管道公司的运费计算方法由联邦能源管理委员会确定,而天然气价格则完全放开。完善的天然气管网和无歧视准入政策为小公司从事页岩气开发创造了条件。

4.对页岩气开发实施税收优惠

美国1980年通过了《原油意外获利法》,其中的第29条是非常规能源开发税收补贴政策。这一政策对1979~1993年间钻探的非常规天然气以及2003年之前生产和销售的致密气和页岩气实施税收减免,极大地促进了非常规天然气的发展,页岩气开发也受益匪浅。此外,美国政府还对油气行业实施了五种税收优惠政策,其中涉及无形和有形钻探费用、租赁费用的扣除、工作权益视为主动收入及小生产商的耗竭补贴等。这些税收优惠政策激发了小公司投资页岩气勘探开发的热情,促进了页岩气的发展。

美国页岩气开发成功的启示

美国页岩气的成功开发,已使昔日的天然气进口国基本上实现了自给自足,将来甚至有可能成为天然气出口国。这说明随着技术的进步,地下丰富的非常规油气资源迟早会得以有效开发,满足人类不断增长的油气需求。

美国的页岩气开发已有几十年的历史,前期并不是很成功,但在政府各种优惠政策的支持下,中小油气公司一直坚持开展深入的研究和技术研发,最终在水平井技术和水力压裂技术出现突破之后,实现了页岩气开发的突飞猛进。这个漫长的发展过程说明,页岩气的发展不可能一蹴而就,需要有耐心。虽说中国可以通过引进美国的先进技术和经验,走一条捷径,但毕竟中美两国的地质条件存在差异,不可能简单复制美国的成功。需要在深入研究国内页岩气发育特点的基础上,消化吸收并发展国外先进的技术,探索一条中国的页岩气发展之路。

中国页岩气发展面对的环境不同于美国。矿权管理模式、政府监管框架、天然气行业的发展模式以及油气行业的高度垄断性都有别于美国。这就需要中国政府能够借鉴美国成功的经验,并结合中国的国情,在管理上有所创新,创造比较有利的政策环境,调动油公司勘探开发页岩气资源的积极性,推动中国页岩气健康快速发展,为保障我国能源供应安全作贡献。

美国前期的页岩气研究大都是由政府出资进行的。在页岩气开发起步阶段,中国政府部门也应加大扶持力度,组织社会各方面的力量,开展基础理论研究和技术研发。同时,要重视页岩气勘探开发环境保护方面的技术研究,从一开始就要避免出现先开发后治理的被动局面。

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